美国总统绿色化学挑战奖课件

美国总统绿色化学挑战奖环境21202班郭静光、陈思、文冰莹、梅维、费展飞核心问题设计和研究安全新颖的化学产品研究新的反应体系（新的合成方法，路线）探索新的反应条件（超临界条件，环境无害介质等等）寻求新的化学原料（含生物质资源）绿色化学的核心问题绿色化学、清洁生产与美国“总统绿色化学挑战奖”的关系绿色化学又称环境友好化学，它的主要特点是：1.充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；2.在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放；3.提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；4.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。清洁生产的重点在于：①设计比现有产品的毒性更低或更安全的化学品，以防止意外事故的发生；②设计新的更安全的、对环境良性的合成路线，例如尽量利用分子机器型催化剂、仿生合成等，使用无害和可再生的原材料；③设计新的反应条件，减少废弃物的产生和排放，以降低对人类健康和环境产生的危害。由于绿色化学、清洁生产的重要性，1995年，美国设立了“总统绿色化学挑战奖”，以表彰在绿色化学化工领域的研究和开发中有重大突破和成就的个人和单位。美国总统绿色化学挑战奖-奖项介绍英文名：PresidentialGreenChemistry

ChallengeAward，PGCC奖五最：最早设立、最新颁发、规模最大、水平最高、影响最广主旨：旨在认识和发扬，具有广泛适用性的创新化工工艺技术起始时间：此奖始于1996年，每年的6月开奖励大会；自１９９６年颁奖以来，迄今为止已颁奖１９次，获奖项目达到９８项主办方：由美国环境保护署、美国科学院、国家科学基金和美国化学会联合主办评委：由来自美国政府、环保局、美国科学院、美国化学会、美国国家基金委员会等世界水平专家评选产生。3个方面：

（1）绿色合成路径，包括使用绿色原料、使用新的试剂或催化剂、利用自然界的工艺过程、原子经济过程等；

（2）绿色反应条件，包括低毒溶剂取代有毒溶剂、无溶剂反应条件或固态反应、新的过程方法、消除高耗能/高耗材的分离纯化步、提高能量效率等；

（3）绿色化学品设计，包括用低毒物取代现有产品、更安全的产品、可循环或可降解的产品、对大气安全的产品等。5项：

（1）绿色合成路径，（2）绿色反应条件，（3）绿色化学品设计，（4）小企业奖，（5）学术奖，每个奖项奖给一个项目，后两个奖项的内容可以是上面3个方面的任一方面。美国总统绿色化学挑战奖-奖项介绍美国总统绿色化学挑战奖——发展历史1990年，美国颁布了污染防治法案，将污染防治确立为美国的国策。1995年，美国副总统戈尔宣布了国家环境技术战略，其目标为:至2020年地球日时，将废弃物减少40%～50%，每套装置消耗原材料减少20%～25%。同年，美国总统克林顿宣布了“总统绿色化学挑战计划”，美国环保局设立了“总统绿色化学挑战奖”这一国家荣誉，这是化学化工领域内惟一的总统奖。美国总统绿色化学挑战奖-意义这是世界上首次由一个国家的政府出台的对绿色化学实行的奖励政策，其目的是“通过将美国环保局与化学工业部门作为环境保护的合作伙伴的新模式来促进污染的防止和工业生态的平衡”，建立该奖是为了重视和支持那些具有基础性和创新性变迁、并对工业界有实用价值的化学工艺新方法，以通过减少资源的消耗来实现对污染的防止。美国总统绿色化学挑战奖共设立了变更合成路线奖、变更溶剂/反应条件奖、设计更安全化学品奖、小企业奖以及学术奖五个奖项，这些奖项为个人、团体和组织提供了一个机会，可以通过竞争总统奖来获取可使化学变得更为清洁、更为经济、更为美好的基础性突破的支持，并体现了国家对将绿色化学原理应用到化学的设计、加工和应用过程而产生的技术的重视。其评选标准涉及对人身健康和环境有益、具有科学创新性和应用价值等方面。评选依据下列标准：1.获提名的技术必须的绿色化学计划中的项目。2.获提名的技术有利于人体健康，有助于环境保护。该技术必须具备：

a.减少毒性(急性和慢性)，减少疾病和伤害，减少火灾和爆炸的可能性，减少排放物，减少危险物的运

输，或在生产过程中减少污染物的使用；

b.提供自然资源的利用率，如使用可再生原料；

c.增加生物的多样性。

3.技术能够被大量的化学生产厂商、产品用户和社会广泛使用。获提名的技术必须具备：

a.实现绿色化学的可行性；

b.对现有环境问题的补救；

c.具有向其他设备、地区和工业转移的特性。4.获提名的技术具有创新性和科学性：

a.创新性(技术以前未被使用)；

b.科学性(技术经得住科学的检验，新的制造方式有坚实的科学基础)。

评审小组将依据上述标准，对提名的技术进行评定。申请人列明技术的特点有助于专家小组的评定并增加获奖的可能性。这些特征包括提名技术同现有技术的比较、毒性数据、减少的危险物的数量、在商业中的应用范围、其他有益于人类健康和环境保护的数据等。

评选依据下列标准：2014年美国总统绿色化学挑战奖绿色合成路线奖（GreenerSyntheticPathwaysAward)

获得者：Solazyme公司获奖理由：从植物中提取的植物油可以取代石油，成为许多工业化学品的原料。Ｓｏｌａｚｙｍｅ公司，已实现了根据客户需求生产植物油，所需藻类生物的工程化。这些微型藻类衍生油相一致，无论季节、地理区域和原料来源。传统：使用12种天然的甘油三酯植物油：包括棕榈油、大豆油、花生油、玉米油、橄榄油、葵花油和椰子油等。作为食物、能源和化学品的原料。但是，这些油不适用于某种特殊用途。为得到特殊用途的油，植物油要经提纯、分馏、蒸馏、化学改性。所得到的目标油是高耗能的和昂贵的，甚至可能产生废弃物，还需要使用危险化学品。研发更新：Solazyme公司认识到菜油、大豆、棕榈和椰子中产油的路径来自于微藻，便利用微藻的产油能力开发了一个通过发酵技术来生产油的方法。他们将藻类的产油机制和基因工程技术结合，可生产多品种的甘油三酯油，并显著减少产油时间。Solazyme公司从数以万计的微藻中筛选出可以产生独特油品的微藻，所产的油具有优良的物理和化学性质，减少释放挥发性有机物（VOA）和废物。发展：目前，Solazyme公司正进行测试和商业销售推广能用于包括食品、燃油、家庭和个人护理及工业产品中的油。在巴西，与Solazyme公司合资的工厂生产的油比目前的甘油三酯油有更低的碳、水足迹，对环境的影响更小。绿色反应条件奖(GreenerReactionConditionsAward)获得者：QDVision公司获奖理由：更绿色的量子点合成法生产高效显示器件和照明产品传统：研发更新：发展：据QDVision公司估计，他们的产品每年在全美国范围内减少了4万加仑的高毒性溶剂和100千克镉废物。LED磷光剂发射的光谱过宽，导致光的质量和发光效率相互影响显示器不能兼顾色彩和效率从而导致高成本和更大的能耗半导体纳米晶提高体量子点技术LED灯和液晶显示器件颜色质量和系统发光效率QDVision公司用长链碳氢化合物来代替烷基膦和烷基膦氧化物溶液用较低毒前体来代替高，毒的有机镉和有机锌；把离心分离改为过滤，节约了时间和能量，减少浪费；同时提高材料的性能。绿色化学品设计奖(DesigningGreenerChemicalsAward)获得者：Solberg公司获奖理由：发明高效浓缩、不含卤素的RE-HEALINGTM（RF）泡沫灭火剂RF原理：采用非氟化表面活性剂和糖类的混合物代替氟化表面活性剂，即RF浓缩剂是碳氢化合物表面活性剂、水、溶剂、糖类、防腐剂和缓蚀剂的混合物。以1%、3%或6%的浓缩剂为配方的产品可扑灭“B级”烃类燃料火灾。复杂碳水化合物的存在，较含氟泡沫显著地提高泡沫吸收热量的能力，这将提高RF的灭火性能和防复燃能力。RF优势：完善了与氟化表面活性剂性能等同的、甚至在很多情况下更优的产品RF。RF完全符合法规和现行的防火标准，同时消除了稳定持久的化学毒物。而且RF是一种非常有效的泡沫灭火浓缩剂，可以扑灭火焰、控制火势、熄灭火灾和防止复燃，这是保证消防员安全的关键。RF在这些方面表现优异。RF可在28天降解93%，42天内完全降解，在目前的泡沫灭火系统中，只需要换掉氟化表面活性即可使用。小企业奖(SmallBusinessAward)获得者：Amyris获奖理由：利用自己的专利菌株，工业化规模地把糖类发酵成达到石油燃料标准的可再生柴油第一代生物燃料特有的局限性包括：与汽油量的混合量低、抗低温性能差、不能在重型柴油发动机和商业飞行器上使用。金合欢烷生产工艺:利用先进菌株工艺：把糖类物质转化为碳氢化合物金合欢烯，而不是酒精。金合欢烯可氢化为金合欢烷，是一种可再生、可与石化柴油和航天燃料混合使用的燃料。价值对比：一公顷的土地种大豆生产的第一代生物柴油可以让一辆公交车行驶600英里；种甘蔗来生产酒精，可以行驶4000英里用甘蔗来生产金合欢烷，不改进的柴油车辆的动力系统，便可以行驶5500英里

如将木质生物质转化金合欢烷，将大大增加这个技术的效益。与EPA基准石化柴油相比，金合欢烷具有不含硫和微粒、更高十六烷值和低温性能，还可以减少82%的GHG排放。学术奖(AcademicAward)获得者：威斯康星大学-麦迪逊分校的Stahl教授获奖理由：改进催化方法，将氧气作为氧化剂用于有机氧化合成传统氧化：氧化剂决定氧化反应的条件、选择性、产率及副产物的分离，通常昂贵、有毒且难回收。而空气中的氧气是易得、最廉价和最环保的氧